Princip detekcije elektrohemijskih senzora CO u detektorima gasa
Senzor plina ugljičnog monoksida koristi se zajedno s alarmom i komponenta je detekcije jezgre u alarmu. Zasnovan je na principu elektrolize konstantnog potencijala. Kada ugljični monoksid difundira u senzor plina, njegov izlazni terminal stvara strujni izlaz, koji se daje krugu uzorkovanja u alarmu, igrajući ulogu u pretvaranju kemijske energije u električnu energiju. Kada se koncentracija plina promijeni, proporcionalno se mijenja i izlazna struja plinskog senzora. Međukrug alarma pretvara i pojačava izlaz za pokretanje različitih izvršnih uređaja, dovršavajući funkcije detekcije i alarma zvuka, svjetla i električne energije. Zajedno sa odgovarajućim kontrolnim uređajem formira alarmni sistem za detekciju ili nadzor okoline.
Kada plin ugljični monoksid difundira na površinu radne elektrode kroz pore na vanjskoj ljusci i membrani koja propušta disanje, on se podvrgava oksidaciji na radnoj elektrodi pod katalitičkim djelovanjem radne elektrode. Formula hemijske reakcije je:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
H+ joni i elektroni nastali reakcijom oksidacije na radnoj elektrodi prenose se na kontraelektrodu na određenoj udaljenosti od radne elektrode kroz elektrolit i prolaze kroz reakciju redukcije s kisikom u vodi. Formula hemijske reakcije je:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Stoga se unutar senzora javlja reverzibilna reakcija{0}}redukcije oksidacije. Formula hemijske reakcije je:
2CO+2O2 →2CO2
Ova reverzibilna reakcija-redukcije oksidacije uvijek se događa između radne elektrode i kontraelektrode i stvara razliku potencijala između elektroda.
Međutim, zbog polarizacije elektroda uzrokovane reakcijama koje se odvijaju na obje elektrode, teško je održavati konstantan međuelektrodni potencijal, što također ograničava opseg koncentracije ugljičnog monoksida koji se može detektirati.
Za održavanje konstantnog međuelektrodnog potencijala, dodali smo referentnu elektrodu. U elektrohemijskom senzoru gasa sa tri elektrode, izlazni terminal odražava promenu potencijala između referentne elektrode i radne elektrode. Budući da referentna elektroda ne učestvuje u reakcijama oksidacije ili redukcije, može održavati konstantan potencijal između elektroda (tj. konstantan potencijal), a promjena potencijala je direktno povezana s promjenom koncentracije ugljičnog monoksida. Kada senzor za plin stvara izlaznu struju, njegova veličina je proporcionalna koncentraciji plina. Korišćenjem eksternog kola za merenje izlazne struje senzora kroz elektrode, koncentracija ugljen monoksida se može detektovati sa širokim linearnim opsegom merenja. Na ovaj način, povezivanjem eksternog kruga za akviziciju signala i odgovarajućih pretvaračkih i izlaznih kola na senzor za gas, moguće je detektovati i pratiti gas ugljen monoksida.
